De stiefdochters van de klimaatwetenschap (1) Geo-engineering

Is het mogelijk om klimaatverandering tegen te gaan door de natuur te beïnvloeden in plaats van alternatieven voor koolstofhoudende brand- en grondstoffen te ontwikkelen?

Donald Trump was ervan overtuigd, een groep natuurwetenschappers denkt van wel, een grotere groep denkt dat, als het al kan, het een riskant middel is en milieuactivisten zijn fel tegen[1]. Populair is geo-engineering in elk geval niet.

In deze post bespreek ik drie manieren om de opwarming van de aarde te verminderen, naast de vermindering van de uitstoot van broeikasgassen: 

  • Beïnvloeding van de instraling van de zon (SRM, solar radiation management), 
  • Uit de atmosfeer of de oceanen verwijderen van CO2 (CDR, carbon dioxide removal)
  • Opvangen en opslaan van CO2 (CCS, carbon capture and storage). 

Deze laatste methode is het minst controversieel.

Beïnvloeden van de instraling door de zon

De uitbarsting van de Mount Pinatubo op de Filippijnen in 1991 bracht 20 miljoen ton zwaveldeeltjes in de lucht met als gevolg dat gedurende een jaar de gemiddelde temperatuur op aarde 0,5oC daalde. Dit zette wetenschappers aan het denken. Het is niet moeilijk om zo’n effect ook met vliegtuigen of ballonnen te bewerkstelligen. Gesproken wordt dan over SAI, stratospheric aerosol injection. Schattingen van de kosten lopen uiteen van $2,5 – $140 miljard. De universiteiten van Harvard en Delft doen onderzoek op dit gebied, vooralsnog uitsluitend aan de hand van computermodellen. De grote vraag is. Heb je de spreiding van de zwaveldeeltjes door de stratosfeer met zijn krachtige windsystemen in de hand?. De uitbarsting van de Mount Pinatubo had wereldwijde gevolgen: Droogte in de Sahel, met honderdduizenden doden tot gevolg en overmatige regenval in het zuiden van de VS. 

Er zijn nog andere methoden om de instraling van de zon te beïnvloeden zoals huizen wit maken, wolken lichter kleuren door er zeezout in te pompen en ook het plaatsen van tienduizenden km2 aan spiegels in de woestijn. De scepsis is begrijpelijk. Voor de kosten van al deze maatregelen, kan de uitstoot van CO2 substantieel worden teruggedrongen[2].

Verwijderen van CO2 uit lucht en water

SRM mag weinigen overtuigen, feit blijft dat vrijwel alle klimaatwetenschappers het erover eens zijn dat met beperking van de CO2-uitstoot alleen, de Parijse doelstellingen niet gehaald worden. 

In zijn laatste rapport[3] benadrukt het gezaghebbende Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) de noodzaak van ‘negatieve emissie’ zelfs tot ver in de 22ste eeuw, in aanvulling op alle voorgenomen inspanningen om de uitstoot van broeikastgassen terug te brengen. Het is immers niet de CO2-uitstoot zelf die de opwarming van de aarde veroorzaakt, maar de ontzaglijke hoeveelheid CO2-equivalenten die zich inmiddels in de atmosfeer bevindt.

Negatieve emissies – bron: World Resources Institute

Verwijderen van CO2 kan op natuurlijke en op kunstmatige wijze. Planten, bossen, de aarde en de oceanen nemen elk jaar ongeveer de helft op van de geproduceerde CO2. Probleem is dat de opnamecapaciteit van de aarde daalt door het kappen van bossen en de geïndustrialiseerde landbouw. Maar ook dat de zeeën steeds zuurder worden wat ten koste gaat van het zeeleven, denk aan de koraalriffen. Stoppen met de kap van bestaande bossen en radicale verandering van het agrarisch bodemgebruik zijn essentieel. Aanplant van nieuwe bossen ook, vooral met het oog op de toekomst.

Methoden om COuit de lucht te verwijderen

Hoe kan, behalve door de natuur zelf, koolstof aan lucht en water worden onttrokken? Een betrekkelijk eenvoudige, maar kostbare techniek is DACS, direct air capture with storage, het op grote schaal filteren van de lucht. Een veelbelovende methode leek het stimuleren van de groei van algen met ‘ijzerbemesting’ van de zeewateren. Algen leggen CO2 vast en na hun dood zouden ze zinken naar de bodem van de oceaan, ware het niet dat voor het zover is, ze al fungeren als visvoer en in de voedsel kringloop terechtkomen. Het mineraal olivijn bindt eveneens CO2 maar daarvan zijn dan miljarden tonnen per jaar nodig. Eenvoudiger is de kunstmatige ondergrondse productie van houtskool (biochar).  Ook zijn er kunstmatige bomen ontworpen die 33x zo veel CO2 uit de lucht halen dan gewone bomen, dat vervolgens opgeslagen kan worden. 

Direct air capture – bron: Carbon Engineering

Opvang bij de bron en opslag (CCS)

Het gaat hier om te voorkomen dat geproduceerd COin lucht of water komt. Vaak genoemd wordt het uitbreiden van de productie van biogas en daarbij vrijkomend CO2 afvangen (BECCS; bioenergy with carbon capture and storage). Deze methode ondervangt niet het groeiende bezwaar tegen biomassa zelf, namelijk het permanente risico dat de productie ervan ten koste gaat van de voedselproductie en met name van bosgebieden (zie mijn volgende blogpost). 

Zeker voor Nederland geldt dat er voldoende aanleiding is om in een aantal industrieën CO2 op te vangen. Tegenstanders vrezen dat dit deze industrieën in dat geval minder haast maken met de ontwikkeling van koolstofvrije productietechnieken. Uit onderzoek van de universiteit van Delft in opdracht van Natuur & Milieu, blijkt dat vooral in de ijzer- en staalindustrie en bij waterstof- en ammoniakproductie koolstofvrije productietechnieken nog op zich zullen laten wachten[4]. Hier is CCS aan de orde. Het Klimaatakkoord begrenst de subsidiëring van CCS voor de ontwikkeling van dergelijke technieken, waarmee een deel van de bezwaren wordt ondervangen. Verder is in het akkoord afgesproken dat de opslag van afgevangen CO2 in voormalige gasvelden onder de zeebodem zal plaatsvinden.

De ontwikkeling van CCS gaat vooralsnog traag vanwege de financiële risico’s.

Porthos is een van de weinige consortia die ermee begonnen is. Dit is een joint venture van het Havenbedrijf Rotterdam, de Gasunie en EBN die in 2024 de eerste CO2 onder de grond kan brengen.

Het is terecht dat universiteiten geo-engineering onderzoeken.

De stelling dat mensen niet zouden mogen ingrijpen in natuurlijke processen houdt geen stand. Dat is vanaf het begin van de mensheid gebeurd. We zijn nu voor het eerst in de geschiedenis in staat de directe en indirecte effecten van dergelijke ingrepen te doorgronden. Deze kennis is een verbindende voorwaarde voor de toepassing van geo-engineering. Echter, ondanks mét wat er nu aan kennis is, zijn de vooruitzichten op grootschalige toepassing nog beperkt en dat is, met het oog op de uitvoering van de Parijse akkoorden een probleem.


[1] https://www.vn.nl/geo-engineering-klimaatverandering/

[2] Daan Boezemen & Henk Donkers: Draaien aan de thermostaat van de atmosfeer. Geografie, april 2014 

[3] https://www.ipcc.ch/sr15/

[4] https://www.natuurenmilieu.nl/wp-content/uploads/2020/12/Rapport-Kosteneffectieve-alternatieven-voor-CCS_Def.pdf

Auteur: Herman van den Bosch

Ik ben hoogleraar aan de Open Universiteit en hou me bezig met regionale ontwikkeling, innovatie en leren. Ik ben bovendien curator van Amsterdam Smart City. Ik zie het streven van steden om smart city te worden in samenhang met duurzame welvaart, rechtvaardigheid en welzijn. Daarom spreek ik bij voorkeur over inclusieve groei

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google photo

Je reageert onder je Google account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

Verbinden met %s